01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
9 мая

Создан новый метод синтеза наночастиц для аккумуляторов

Stuart Ibsen/San Diego Jacobs School of Engineering

Российские физики разработали новый метод синтеза наночастиц оксидов марганца. Эти частицы можно использовать для топливных элементов и аккумуляторов. Результаты исследований сотрудников МГУ имени М.В. Ломоносова и Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН были опубликованы в журнале Journal of Materials Science.

Марганец может проявлять разную валентность и образует несколько оксидов: MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3 и Mn2O7. Наночастицы этих оксидов могут применяться во многих областях, при этом одно из самых распространенных и перспективных направлений — это их использование в качестве катализатора для реакции восстановления кислорода в щелочной среде. Реакции восстановления кислорода используются в электрохимических устройствах для преобразования и хранения энергии, поэтому оксиды марганца входят в состав электродов щелочных топливных элементов и металл-воздушных батареек.

Каталитическая активность наночастиц зависит от их размеров и строения, поэтому перед учеными стояла задача получить высокодисперсные наночастицы малых размеров. В ходе исследования физики разработали новый метод синтеза наночастиц оксидов марганца в среде сверхкритического диоксида углерода — среде, которая способна заменить многие экологически небезопасные растворители.

«Предложенный нами метод синтеза наночастиц оксидов марганца основан на термическом разложении металлоорганического вещества, который растворен в сверхкритическом диоксиде углерода в присутствии окислителя», — рассказал один из авторов статьи Вадим Зефиров, аспирант кафедры физики полимеров и кристаллов отделения физики твердого тела физического факультета МГУ.

2c4666aef9c4c23e1de9f12d29f67edfa37b9d66
Схема экспериментальной установки для синтеза наночастиц оксидов марганца
M. O. Gallyamov et al.

Ученые составили электрохимическую характеристику полученных наночастиц. Она показала значительную каталитическую активность в реакции восстановления кислорода в щелочной среде. Авторы отмечают, что характеристики полученных материалов не являются уникальными, а соответствуют довольно высоким результатам ряда материалов, которые получены другими методами.

2272d8c1750af0ac4d18e4d0f2a14a65c7f6e74c
Изображения образцов наночастиц, сделанные при помощи сканирующего электронного микроскопа
M. O. Gallyamov et al.

«Предложенный и реализованный метод открывает довольно широкий простор для научного творчества. С его помощью можно провести синтез других оксидов металлов, получение которых иными методами, возможно, будет сложнее. Кроме того, наш научный коллектив продолжает разработку этого метода, чтобы повысить характеристики получаемых материалов с целью дальнейшего их тестирования в реальных электрохимических источниках тока», — заключил ученый.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое